Разработка и внедрение BIM-стандарта

В XXI веке основным ресурсом человечества становится информация. Этот источник никогда не иссякнет, даже наоборот – с каждым днём его запасы пополняются всё новыми и новыми знаниями.

Именно на этих принципах построена BIM технология. Когда разработанная или полученная любой из доступных возможностей информация не только остаётся в качестве интеллектуальной собственности, но и активно используется в дальнейшей жизнедеятельности предприятия упрощая процесс производства и уменьшая трудозатраты.

Однако появление новой технологии должно сопровождаться созданием или корректировкой системы национальных стандартов, сводов правил и других нормативных документов. Необходимо устранение правовых и административных барьеров при использовании технологии информационного моделирования и электронном взаимодействии всех заинтересованных участников на всех этапах проекта.

На этапе внедрения новых технологий предполагается решение таких задач, которые не имеют простых и однозначных методов решений или же решений, являющихся совокупностью уже используемых приёмов. Внедрение технологий, использующих элементы нового знания, не успевшего стать достоянием общественности, всегда происходит с множеством ошибок и изменений.

Внедрение новых технологий, как правило проходит в три этапа:

1. Локальное внедрение – на данном этапе преследуется цель опробовать и продемонстрировать работоспособность технологии. Активную роль здесь играют разработчики технологии, заинтересованные в успехе проекта, при этом предприятие, выполняющее роль подопытного кролика, часто пассивно и настроено скептически к проводимым работам.
2. Масштабируемое внедрение – на данном этапе технологию применяют уже к крупным проектам. Целью является проверка масштабируемости технологии на реальном проекте. Здесь активную роль начинает играть уже предприятие, заинтересованное в успешной реализации проекта силами своего персонала. Изучается способность новой технологии внедриться в существующие процессы. Разработчики технологии всё ещё играют важную роль, но уже как консультанты – ведут работу со стороны, подключаясь в нужный момент.
3. Тотальное внедрение – данный этап проходит в рамках уже отработанных процессов внедрения. Внедрение технологии производится силами специализированных организаций с чётко определёнными входными данными, процедурами, ролями вовлечённых лиц и результатами каждого шага. Разработчики технологии на данном этапе, как правило уже не участвуют. Они преследуют цель совершенствования своей технологии.

Основные трудности при внедрении новой технологии возникают на первых двух этапах, поскольку они самые наукоемкие. Именно в это время закладываются и разрабатываются процедуры, требующие уникальных знаний и умений разработчиков.

Развитие BIM технологии в РФ сейчас находится на первых двух ступенях внедрения, при этом правительство требует реализации тотального распространения технологии.

Не смотря на все существующие сложности, мы не имеем права стоять на месте и ждать, что кто-то сделает работу за нас. Именно мы в первую очередь заинтересованы в реализации качественной работы и в создании эффективной рабочей среды.

В каждой проектной организации годами складывались процессы создания и разработки проектной и рабочей документации. Переход с кульмана на компьютерное черчение пережили все. В это же время стали появляться первые CAD-администраторы. С их появлением в проектных организациях начали появляться первые версии внутренних регламентов работы с САПР. Переход на электронное создание проектной документации был долгим и болезненным, однако процесс перехода на технологию информационного моделирования (BIM-технологию) условно сравним с появлением высокоскоростных магистралей в железнодорожной индустрии. Вроде бы участники те же, но вот рельсы, по которому несётся состав, да и сам состав уже совсем другие.

BIM-технология – это согласованные процессы, позволяющие создать организованную и управляемую информацию об объекте в виде трёхмерной информационной модели, где каждый элемент модели имеет множество различных технических свойств, при изменении которых информация об этом отображается на всех связанных частях проекта, неважно, это объекты капитального строительства или линейно-протяжённые объекты. Данный набор информации должен быть использован на всех стадиях жизненного цикла объекта строительства.

Существующие нормы и стандарты новых технологических процессов не описывают, поэтому профессиональному сообществу приходится самому создавать такие документы, необходимые, как для предприятия в частности, так и для страны в целом. Современные ВУЗы должны быть в числе первых заинтересованных лиц, по вопросу разработки таких нормативных документов. В качестве основы необходимо использовать лучшие мировые практики подобных стандартов. Далее мы приведём своё видение данного документа в рамках предприятия.

BIM-стандарт предприятия. Цели и предназначение

BIM-стандарт – это стандартизованные процессы и согласованные стандарты и методы работы, или простым языком – свод правил для всех участников процесса информационного моделирования. Главным преимуществом такого подхода является возможность многократного, повторного использования информации без изменений и искажений. Но для этого необходимо исполнение трёх критериев. Информация должна быть:

• Структурирована;
• Систематизирована;
• Классифицирована.

Целью создания стандарта является – организация и обеспечение эффективной и качественной совместной работы по созданию информационной модели объекта строительства, обеспеченной интероперабельностью цифровых данных.

Разработка BIM-стандарта

Прежде всего при разработке и внедрении BIM-стандарта предприятия заказчик должен чётко понимать набор требуемых к решению задачи. В каком виде и какого содержания должна выдаваться информация.

Что было раньше – специалисту необходимо было знать только, как визуально должна быть оформлена проектная документация, где распечатать и куда выложить её электронный вид.

Сейчас, при применении BIM-технологии – специалист обязан знать, как он должен делать проект, каким набором элементов, какой использовать набор свойств и параметров, как ими пользоваться внутри своего информационного пространства (САПР), беспрекословно соблюдать правила наименования и хранения файлов проекта. Самое главное BIM-технология меняет рабочие процессы в целом, а стандарт призван регламентировать эти процессы с наиболее эффективными решениями для комплексных проектов в рамках совместной работы.

BIM-стандарта, как и любой другой регламентирующий документ должен включать в себя понятия области применения, нормативные ссылки, термины и определения. Раскрывается общее определение данному документу и описывается его практическое применение в виде задач, которые стандарт призван решить. В их числе создание информационной модели объекта строительства; разработка, согласование, утверждение и выпуск высококачественной проектной и рабочей документации на основе информационных моделей объекта строительства; междисциплинарная координация пространственных решений и выявление коллизий на основе сводных моделей и др.

Подготовка и организация процесса информационного моделирования выделяется в отдельный раздел стандарта. Данный раздел состоит из описания базовых документов и условий, необходимых для начала работы по информационному моделированию.

Основные приложения

В качестве базовых приложений исполнитель проектных работ должен иметь шаблоны информационных требований к проекту и план реализации.

Информационные требования к проекту включают в техническое задание на проектирование с целью формирования требований к информации, представляемой заказчику в процессе реализации BIM-проекта и по его завершении. Как при разработке технического задания, так и при разработке информационных требований важно обоюдное участие заинтересованных сторон, для достижения взаимного консенсуса.

Информационные требования к проекту составляют основу плана реализации BIM-проекта – BIM Execution Plan (BEP).

BEP – это главный документ проекта. Главная задача плана реализации BIM-проекта – планирование и организация эффективной совместной работы всех участников проектной группы на всех этапах BIM-проекта. BEP является динамичным и периодически изменяющимся документом.

BEP должен разрабатываться с привлечением всех участников процесса информационного моделирования (внутренних и внешних). Между участниками проекта должен быть достигнут консенсус о том, как будет создана, организована и как будет контролироваться информационная модель.

Ресурсы

Стандарт определяет роли и обязанности на предприятии.

В процессе информационного моделирования выделяют три основные функции:

• Стратегическая;
• Управленческая;
• Производственная.

Стратегическая функция возлагается на BIM-менеджера. Данная роль определённо не заменяет роли CAD-менеджера и не повторяет его функции. Она предполагает комплексный подход к формированию, устройству и подержанию работоспособной BIM-среды организации.

Управленческая функция возлагается на BIM-координатора. Данная роль напрямую привязана к решению задача проекта.

Производственная функция возлагается на BIM-мастеров и BIM-дизайнеров. Роль BIM-мастера сфокусирована на решении задач конкретного проекта. Специалисты данного уровня должны обладать навыками создания данных информационной модели и проектной документации.

Помимо человеческих ресурсов необходимо наличие подготовленной IT-инфраструктуры:

• Программного обеспечение;
• Аппаратного обеспечение;
• Сетевых ресурсы;
• Библиотека BIM-контента.

BIM-контент – сформированная база библиотечных элементов, шаблонов и настроек. Он может быть в форме согласованной и стандартизированной библиотеки изделий, специфических данных от производителя или сделанный на заказ проектный контент. При необходимости в организации выделяют отдельные ресурсы на создание-сортировку подходящих библиотек – BIM-дизайнеров.

Возможно создание дополнительного регламента, описывающего набор используемого САПР для конкретной рабочей станции в зависимости от специализации сотрудника.

Среда общих данных

Основная составляющая среды коллективной работы – это способность проектной группы эффективно взаимодействовать, многократно использовать проверенные, согласованные и актуальные данные, а также обмениваться ими без потерь. Стандарт определяет процесс коллективной работы над BIM-проектом.

Common Data Environment (CDE) – среда общих данных является единым источником достоверной и согласованной информации для всех участников проекта и обеспечивает единую для совместной работы среду, позволяющую осуществлять контроль проектной информации и ее совместное использование всеми участниками многодисциплинарной проектной группы.

Существует четыре стадии CDE:

Стадия 1 – Рабочие данные проектной группы. Категория информации – непроверенная, для внутреннего использования.

Стадия 2 – Общие данные проектной группы. Это те данные, работа над которыми завершена и их «корректность» для последующего распространения подтверждена. Категория информации – проверенная, для совместного использования.

Стадия 3 – Данные для публикации. Процессы вывода, проверки и выпуска документации и все сопутствующие процедуры её контроля и утверждения.

Стадия 4 – Данные для архива. Процессы передачи документации и BIM-данных в архив, организация архивных папок и наименования файлов.

Хранение и обмен данных

Для корректного обмена информацией необходимо строгое соблюдение требуемым форматам и версионности файлов; элементы должны соответствовать утверждённой системе классификации (кодирования) организации или же принятому плану реализации BIM-проекта BEP; файлы должны иметь подтверждение своей актуальности; файлы должны быть «чистыми» – не содержать «информационный мусор»; должны быть проверены все связи; необходимы утверждённые процедуры оповещения участников проекта.

Требования к месту хранения и ролевому доступу, процедуры сохранения, напоминания, передачи данных и т.д. позволяют обеспечить сохранность и безопасность данных о проекте.

Для каждого предприятия, в зависимости от его специализации, необходимо прорабатывать структуру организации и хранения информации о предприятии в целом и проекте в частности. Структура папок должна соответствовать внутренним требованиям к хранению и обмену информацией и сопрягаться с используемым программным обеспечением. Наименования папок и файлов должны быть строго регламентированы и не иметь альтернативы для изменения, поскольку организация рабочего пространства организации является одним из первостепенных условий успешного применения BIM-технологии.

С появлением информационной модели появилась необходимость её правильной организации. В зависимости от выпускаемой документации необходимо определиться с декомпозицией информационной модели проекта. По каким правилам будет разбиваться файл модели и на сколько частей. В зависимости от полученной иерархии необходимо применить правильные именования составляющих файлов модели, с указанием последовательности кодировки и списком неиспользуемых знаков.

BIM-модель должна представлять собой идеальную платформу совместного использования данных об объекте строительства. Для организации эффективного взаимодействия программных приложений, их функциональной совместимости необходимо описать общие правила обмена данными и указать список разрешённых форматов файлов для обмена.

Под общими правила понимается разработка процедур обмена данными – форматы, протоколы (правила), версионность файлов, правила импорта-экспорта данных между САПР, очистка файлов от «информационного мусора» и т.д.

Информационное моделирование

Методология процесса информационного моделирования создана для эффективного и повторного использования информации.

Информационную модель объекта строительства разделяют на составные части для обеспечения основы для многопользовательского доступа к модели и осуществления эффективной коллективной работы.

Использование внешних ссылок позволяет воспользоваться в проекте дополнительной геометрией и данными. Некоторые части модели нуждаются в дополнительном разбиении одного объекта на несколько более управляемых частей, которые затем снова собираются в единый файл, сводную модель.

Одним из самых распространённых способов упростить (разделить) модель по по разделам – каждая отдельная дисциплина, участвующая в проекте, должна иметь свою собственную модель, за которую она несет ответственность. Модель одной дисциплины может ссылаться на модель другой дисциплины в целях координации.

При создании и использовании компонентов в проекте необходимо придерживаться принципов конкретного расположения всех библиотечных компонентов, правил создания новых компонентов, определения назначения и будущего использования компонентов и др.

Уровни детализации

Level Of Development(LOD) – уровень детализации элементов информационной модели задает минимальный объем геометрической, пространственной, количественной, а также любой атрибутивной информации, необходимой и достаточной для решения задач моделирования на конкретном этапе жизненного цикла объекта строительства.

Система уровней детализации включает пять базовых уровней – LOD 100, LOD 200, LOD 300, LOD 400, LOD 500, которые характеризует процесс разработки элемента от концептуального до фактического состояния.

Мы видим следующее соотношение уровней детализации и стадийности проектирования:

• на предпроектном этапе для подготовки архитектурной концепции могут использоваться элементы низкого уровня проработки (LOD 100);
• на этапе подготовки проектной документации элементы должны достигать следующего уровня проработки (LOD 200);
• на более поздних этапах проектирования (рабочая документация) могут использоваться элементы более высокого уровня проработки (LOD 300 и LOD 400);
• LOD 500 соответствует фактическому состоянию объекта. Данный этап прорабатывается после введения объекта в эксплуатацию.

BIM платформы

Стандарт включает в себя описания и разъяснения необходимых действий и начальных настроек программных комплексов, участвующих в реализации проекта. Описываются процессы по созданию информационной модели. Для каждой из САПР, участвующих в реализации проекта, прописываются инструкции по работе над конкретными задачами (создание базового файла, разработка железобетонного фундамента, разработка генерального плана и т.д.)

Подготовку и выпуск проектной следует выполнять, используя только инструментарий платформы BIM, когда проектная документация полностью завязана с 3D-моделью и сгенерирована путём создания и оформления видов. Комбинированный подход, основанный на доработке CAD-инструментами внешнего вида проектной документации крайне не рекомендуется к использованию.

BIM контроль

Как и любой вид деятельности, процесс информационного моделирования требует контроля. В BIM технологии применяется такой термин, как валидация.

Валидация – процесс проверки результатов моделирования на соответствие требованиям. В процессе проверки устанавливается, соответствует ли модель информационным требованиям заказчика, требованиям стандарта организации, насколько точно, оптимально и полно она разработана, можно ли без проблем идентифицировать и извлекать информацию из элементов BIM-модели, отсутствуют ли в модели коллизии, устанавливаются правила проведения координационных совещаний.

Валидация должна проводиться по следующим основным направлениям или их комбинациям:

• проверка пространственного положения и геометрических параметров (коллизии);
• проверка данных;
• проверка на 3D-координацию.

Все проверки выполняются либо в ручном режиме – визуально, либо в автоматизированном режиме – с применением различных программных средств, позволяющих решать такие задачи.

Заключение

BIM‐технология призвана объединить объекты различного назначения в единую информационную модель. BIM‐стандарт основополагающий документ реализации BIM‐технология. Он содержит в себе множество ссылающихся друг на друга документов и приложений. Этот документ постоянно эволюционирует и не имеет конечного вида. Он подстраивается под каждый конкретный проект, при этом не меняя основополагающих условий эффективной работы.

BIM-стандарт – фундамент технологии информационного моделирования.

_________________________________________________________________________________

Авторы:

Надежда Гришина, архитектор направления информационного моделирования объектов строительства КРОК
Юрий Чалый, ведущий аналитик направления информационного моделирования объектов строительства КРОК
Дмитрий Мицко, ведущий консультант направления информационного моделирования объектов строительства КРОК